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水工钢闸门腐蚀分析与防腐处理技术
摘 要：随着科学技术的发展,我国的水利工程建设也取得了巨大的进步.水利工程在水利发电中起到举足轻重的作用,但近年来,随着建筑工艺的不断复杂,工程质量问题也越来越突出.本文将对水工钢闸门腐蚀及防腐处理技术进行探究,以期不断改进水利工程质量,促进我国水利发电事业的健康发展.
关键词：水力发电 水工钢闸门 防腐处理技术
1.前言
受到水质的影响,不同地区的水工钢闸门运用材料不同,防腐程度也存在巨大的差异,一些工程队没有做好前期的水源勘探工作,对水利工程不够认识,致使水工钢闸门出现被腐蚀现象,严重的影响到水利工程的总体质量,对此,有关工程队应当加强对水工钢闸门防腐技术的科学分析与应用.
2.水工钢闸门的腐蚀原理分析
2.1大气腐蚀
陆地大气较为干燥,金属的腐蚀速度大幅度降低,但临近水域的大气湿度较大,导致金属表面的腐蚀也更加剧烈.即便是裸露在空气中的金属表面也会附着一层水膜,水膜的质地较为稀疏,致使氧气更容易透过水膜与金属发生作用,最终造成金属表面的腐蚀.
2.2海水腐蚀
水工钢闸门主要依靠电化学腐蚀的方法,在水的作用下,氢氧离子会透过电解质向铁离子移动,铁离子之间相互结合产生氢氧化亚铁,它又继续与水中的氧气反应产生氧化亚铁,这便是腐蚀现象产生的一系列过程.
3.产生水工钢闸门腐蚀的原因分析
3.1环境因素
含盐度较高的海水会产生很强的电解质,这种富含电解质的溶液中又含有大量的氯化物,它对于金属具有很强的腐蚀作用,当海水出现潮汐时,水中的氧气快速运动,加快了金属表面的腐蚀.与此同时,一些海洋中的生物也会趁机附着在金属上,导致金属表面腐蚀的加速,例如海蛎、海藻等.
近年来,随着工业的发展,大气污染越来越严重,一些地区的水域成为了垃圾填埋区,人们更是将魔爪伸至海洋.据2007年的海洋环境质量公报显示,在我国所有的入海口中,受污染的海口数量达到了570多个,其中渤海一代的污染最为严重,污染物的增多也加剧了金属的腐蚀,为我国水利工程带来了巨大的安全隐患.
3.2温度变化
我国大部分地区处于亚热带季风气候区,冬季与夏季的温差大,钢闸门长期浸泡在水中,当出现潮汐时,部分闸门便会露出睡眠,加之水与空气温度差的影响,钢闸门的涂层会因热胀冷缩而出现褶皱,直至脱落,金属在失去涂层的保护后更容易被腐蚀.
3 . 3水工钢闸门各部位的腐蚀问题分析
3.3.1大气区域
所谓的大气区,就是指水工钢闸门裸露在水平面以上的部分,大气区具有湿度大的特点,且存在大量的尘埃颗粒,大量的尘埃颗粒依附在水工钢闸门的金属表面,形成一层膜,导致金属出现腐蚀.在沿海地区,金属的表面还会包裹一层盐膜,这种情况下产生的腐蚀要比陆地上大出许多倍.
3.3.2飞溅区域
飞溅区即指水与空气的临界点,随着潮汐的变化,闸门长期受到水与空气的双重作用,当闸门附上一层水膜后,空气会与水进行充分的反应,加上潮汐的力作用,使腐蚀的速度加快.飞溅区的闸门腐蚀也是所有区域中最为严重的.
3.3.3全浸区
受到热胀冷缩的影响,当温度越高时,水的含氧量也会逐渐增多,水的流动速度也越快,该区域的腐蚀情况要比深水区域更加严重.此外,不同区域的被腐蚀程度也存在很大的差异,例如,一片区域内的生物量较多,生物附着在金属表面,会降低金属氧化的作用,在这种情况下产生的腐蚀程度也较轻.
3.3.4淤泥区
淤泥长期沉浸在水域的最下方,它是良好的电解质,但由于缺少氧气,致使电解质无法发挥作用,闸门的腐蚀程度也相对要低于其他几个区域.
4.水工钢闸门防腐蚀现状分析
4.1涂料保护
涂料保护是现代水利工程中最常用的防腐方法,涂料保护的施工工艺简单,却对施工环境的要求不高,且费用较低.但随着水域污染问题的越来越严重,钢闸门腐蚀也呈现出了越来越复杂的特征,传统的涂层已经无法起到保护性作用,钢闸门的质量仍然频繁的出现问题.
4.2喷金属与涂料联合保护
该方法是在原有的涂层保护基础上加入喷金属工艺,它有效的保障了涂层的封闭性,且比传统的涂层工艺效果更好,保护周期更长,但需要的施工与养护费用也相对较高,增加了工程队的经济负担.此外,喷金属与涂料联合保护的方法对于施工环境也有着极高的要求,普通施工环境下很难达到固定的质量标准,致使该技术的保护作用大大的减半.
4.3牺牲阳极块与涂料联合保护
牺牲阳极块是一种物理保护方法,它可以为金属提供所需要的电子,消除电位差,防止电离子与金属发生作用.此外,涂料则起到双层保护的作用,覆盖裸露的金属层,确保电流量的不断降低.该方法能达到最好的保护效果,金属的腐蚀速度极大的降低,但需要的费用也相对较高,且维护起来也更加麻烦.
5.水工钢闸门仿佛原理
5.1绝缘覆盖层
防腐层的密封性决定了金属的腐蚀速率.工程人员在选择防腐层前,需要对水中电化学腐蚀电流的强度进行计算,以此来准备涂层原料.但该方法只对被涂膜的部分有效果,对于裸露的金属表面,仍然会产生被动腐蚀的现象.
5.2阴极保护
上文提到的牺牲阳极块就是阴极保护的重要方式,它能够将腐蚀电池中的阴极电位转移至阳极,消除阴极与阳极之间的点位差,减缓的金属腐蚀速度,这种阴极保护的方法也被称为主动防腐.由于大气环境无法产生大量的电解质,因此阴极保护无法发挥作用,故只有在水域或淤泥中才可使用.
5.3联合保护
涂层的防腐原理最简单,但同时产生的效果也最差,单单依靠涂层与阴极保护的方式也同样很难达到理想的效果,且原料的消耗更快.因此,工程人员需要采取联合保护的方法,增加涂层与阴极的使用寿命,实现对金属的双层保护.
6.水工钢闸门的防腐方法
6.1防腐方案的设计
在开展设计工作前,工程人员首先要做好水源勘探工作,对水中的成分与所占比重进行详细的记录,并综合考虑温度变化、地理条件等因素,为后续的施工最好充分的准备.
6.2防腐质量控制
潮汐会对金属表面的涂层产生一定的作用力,一旦涂层的不够均匀,就会为潮汐撕扯变形,导致金属裸露的面积不断扩大.因此,施工人员需要涂层的质量进行精确的掌控,对底料、焊孔等重要部位都必须打磨平整,确保涂料的密封性.
此外,涂层表面的残留物质也会对涂层的性能产生一定的影响,在施工完毕后,工程人员需要对涂层进行进一步的清理,去除掉油脂、水分、可溶解盐等物质,并叮嘱工作人员定期进行清洁.
金属的表面过于光滑,会导致涂层很难附着,因此,施工人员需要增大金属表面的粗糙程度,以此来提升金属的咬合作用,使涂层被牢牢的固定在金属表面,但需要注意的是,粗糙程度也不可过大,否则将会导致涂层的厚度不均匀,甚至出现起泡的现象,影响到涂层的总体质量.
施工的温度、湿度等都需要满足规定条件,且涂层工作需要在采光好的环境下进行,涂层完毕后,还需要放到清洁通风的区域进行阴干,防止阳光的直射.
钢结构涂装是水工钢闸门防腐中不可缺少的一个重要环节,同时也是要求最为严格的一个施工环节,施工人员需要对涂装的工序、涂料的配比、螺帽的选择等进行精确的控制,并坚持在每一个部位都预涂两层保护层,增加防腐层厚度,达到更理想的防腐效果.
除施工外,工艺检查也是一个重要的环节,完成所有施工后,工程人员需要涂膜的厚度、密度、细节处进行详细的检查,把好质量关.
6.3水工钢闸门防腐配套方案
底漆是直接与金属表面接触的保护层,因此底漆应当选择环氧富锌涂料,利用阴极保护的方法,使锌在发生腐蚀后产生的沉积物也可以产生保护作用,对金属进行循环保护.在此基础上选择环氧云铁,对金属层进行二次隔离,这种隔离层可以有效的隔绝水气,阻止水中的氧分成为金属腐蚀的介质.在面漆部分,不同的水域条件下需要用到不同的材料,例如,水下部分可以使用环氧漆；水上部分则使用丙烯酸聚氨酯面漆等.此外,不同区域的涂层厚度也具有不同的标准,例如大气区的涂层厚度应当保持在1mm左右,潮差区中的水会对涂层产生巨大的作用力,因此涂层的厚度应当尽量的加大.在阴极保护法方面,人们目前常用的保护方法包括电流法与牺牲阳极法,以锌阳极与铝阳极为主要材料.
6.4大气区与潮差区的钢闸门选择
灰尘、微生物、紫外线等都会金属表面造成一定的影响,为了阻止与减缓这些侵蚀现象的发生,施工人员可以对钢闸门进行多棱角设计,并搭配厚涂层使用,达到良好的防腐效果.
7.结语
水工钢闸门在水利工程中起到十分重要的作用,对此,工程人员应当加大对钢闸门防腐处理的重视力度,根据实际情况,制定科学的防腐方案,采取阴极保护、涂层保护、镀锌保护等方式,提升闸门的防腐性能,定期处理闸门周边的杂物,使闸门的质量得到良好的保障.
参考文献：
[1]余炎威.水工钢闸门腐蚀分析及防腐处理技术[J].珠江水运,2016(14):67-68.
[2]张伟超.水利工程溢洪道钢闸门防腐处理的研究与应用[J].钢结构,2016,31(04):95-97.
处理技术论文范文结:
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3、农村新技术杂志
4、现造技术论文